[实用新型]一种纳米掺杂聚合物制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种材料制备装置，更具体地说，涉及一种纳米掺杂聚合物制备装置。

背景技术

聚合物纳米复合材料是由各种纳米单元与有机高分子材料以各种方式复合成型的一种新型复合材料，纳米单元可以是金属、无机物和高分子等。由于纳米粒子尺寸小、比表面积大，以及所产生的量子效应和表面效应，使得聚合物纳米复合材料具有更优异的物理与力学性能，在电、磁、光、声、热力学、催化和生物等方面也都呈现出其特有的性能。因此，聚合物纳米材料的制备装置与制备方法成为了纳米复合材料性能研究的基础。

对于纳米掺杂聚合物材料，如何将纳米颗粒在纳米尺度上均匀分散于聚合物材料基体中形成新型高性能、多功能材料已成为亟待解决的问题。这需要同时控制纳米相的形成以及与聚合物之间的相容性。当材料处于纳米尺度时，表面效应增强。由于极大的比表面积、大比例的表面原子、原子配位不足以及极高的表面能，使得纳米颗粒的表面原子具有极高的表面活性，很容易与其他原子结合而导致团聚，影响纳米效应的体现，因此，在制备聚合物纳米复合材料时，一般会对纳米粒子的团聚进行表面处理改性，加入表面改性剂（如硅烷偶联剂）等，但表面改性剂的加入会给材料带来多余的杂质，进一步严重影响材料的使用性能。目前，纳米颗粒在聚合物基体中的团聚和分散等问题，严重影响了聚合物纳米复合材料广泛使用。

在现有的纳米掺杂聚合物材料的制备装置和方法中，极少一部分人采用超声清洗的方法，清洗已制备得到的复合材料，由于聚合物在一定的温度才会有熔解，因此反应过程中加入纳米颗粒的同时，就会伴随有团聚和与聚合物基体接触不良好的现象发生，超声清洗并不能消除和解决纳米掺杂聚合物材料混合过程中所形成的团聚，故而如何控制纳米颗粒均匀分散于聚合物材料基体的反应过程是目前一大难点。

发明内容

针对上述的不足，本实用新型提供了一种纳米掺杂聚合物制备装置，该装置由支架台、上冷凝管夹、下冷凝管夹、球形冷凝管、三口瓶、不锈钢容器、超声发生器和磁力搅拌加热器组成。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种纳米掺杂聚合物制备装置，包括支架台、上冷凝管夹、下冷凝管夹、球形冷凝管、三口瓶、不锈钢容器、超声发生器和磁力搅拌加热器。其特征是，支架台竖直放置，并与上冷凝管夹和下冷凝管夹通过紧固螺钉相连接，上冷凝管夹夹住球形冷凝管的管身上部，球形冷凝管的底部口与三口瓶的中间口嵌套连接，下冷凝管夹夹住三口瓶中间口，三口瓶右侧口与磁力搅拌加热器的磁力搅拌子连接，不锈钢容器放置于三口瓶的正下方，超声发生器与不锈钢容器粘接，并放置在磁力搅拌加热器的加热装置上。

作为优选，所述超声波发生器包括两个振头、控制台与电极片，两个振头材质为钢质，采用胶结与螺钉紧固双重固定，分别通过特制粘接胶水粘接于不锈钢容器左右两端，控制台粘接于不锈钢容器后方，电极片通过电线连接控制台与振头。

作为优选，所述磁力搅拌加热器包括磁力搅拌子、磁子和加热装置，磁力搅拌子通过烧瓶塞子与三口瓶右侧口紧密连接，磁子放置于三口瓶内，加热装置可设定温度并连续变温。

作为优选，所述不锈钢容器为长方体结构，材质是不锈钢，长度和宽度均比可变温加热器稍小一点。

作为优选，所述支架台材质为铁，与上冷凝管夹和下冷凝管夹的连接方式为可滑动连接，设置有紧固螺钉，用于固定上冷凝管夹和下冷凝管夹，并调整两者之间的距离。

该专利的有益之处是：本实用新型提供了一种纳米掺杂聚合物制备装置，利用超声发生器穿透力强和能产生强震荡的特点，能够使得纳米颗粒在超声条件下充分扩散于聚合物基体中，大大降低了团聚现象的发生，进一步使得纳米颗粒的纳米效应得到更好的体现，再者，使用超声发生器，可以避免加入表面修饰剂等使得材料引入太多杂质的现象，成本低廉，效果显著。

附图说明

图1为本实用新型一种纳米掺杂聚合物制备装置结构示意图。

图2为本实用新型一种纳米掺杂聚合物制备装置主要部分图。

其中：1、支架台，2、下冷凝管夹，3、上冷凝管夹，4、球形冷凝管，5、三口瓶，6、不锈钢容器，7、超声发生器振头，8、超声发生器控制台，9、超声发生器电极片，10、磁力搅拌加热器的加热装置，11、紧固螺钉，12、磁力搅拌子，13、磁子，14、烧瓶塞子。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型一种纳米掺杂聚合物制备装置作进一步说明。